Tss

TSS是CPU设计的实现多任务的方式

当使用 call/jmp + TSS段选择子的时候，CPU做了以下几件事情:

把当前所有寄存器（TSS结构中有的那些寄存器）的值填写到当前 tr 段寄存器指向的 TSS 中
把新的 TSS 段选择子指向的段描述符加载到 tr 段寄存器中
把新的 TSS 段中的值覆盖到当前所有寄存器（TSS结构中有的那些寄存器）中

2.6 以上内核不在使用CPU自身实现的task switch方式，而是代码里去实现。


/*
 *	switch_to(x,yn) should switch tasks from x to y.
 *
 * We fsave/fwait so that an exception goes off at the right time
 * (as a call from the fsave or fwait in effect) rather than to
 * the wrong process. Lazy FP saving no longer makes any sense
 * with modern CPU's, and this simplifies a lot of things (SMP
 * and UP become the same).
 *
 * NOTE! We used to use the x86 hardware context switching. The
 * reason for not using it any more becomes apparent when you
 * try to recover gracefully from saved state that is no longer
 * valid (stale segment register values in particular). With the
 * hardware task-switch, there is no way to fix up bad state in
 * a reasonable manner.
 *
 * The fact that Intel documents the hardware task-switching to
 * be slow is a fairly red herring - this code is not noticeably
 * faster. However, there _is_ some room for improvement here,
 * so the performance issues may eventually be a valid point.
 * More important, however, is the fact that this allows us much
 * more flexibility.
 *
 * The return value (in %eax) will be the "prev" task after
 * the task-switch, and shows up in ret_from_fork in entry.S,
 * for example.
 */

源码

linux 内核知识点总结

TSS 和 TSS 选择符， TR寄存器保存对应的TSS选择符， LDT表，和LDTR寄存器，来实现一个任务的抽象。每个进程都会有一个单独的TSS和LDT。
GDT 和 IDT 是全局的，只有一个。
段内的短跳转不涉及到任务的切换，也不涉及到堆栈的切换。
cs代码段选择子跳转到一个新的段时，要么同一个任务内的段描述符，或者选择一个任务段描述符（或者直接是 TSS段描述符），后者涉及到TSS保存寄存器，以及加载新的TSS中的寄存器。这个过程可以靠CPU一条指令完成，也可以靠系统程序员编写多条指令完成。早期的是CPU一条指令完成，2.6以后内核自己编写指令完成这个过程。
在同一个任务内，段之间跳转时会涉及到堆栈的切换。低权限的段跳转到高权限的段（用户态向内核态转移）需要把原来的ss:esp 先保存到新的栈。然后才保存 eflags，cs:eip 同样的权限则不需要保存 ss:esp

80x86保护模式要点

程序还是分段
GDT 和 IDT 保存全局的代码段，数据段。
TSS 和 LDT 保存每个进程的代码段，以及每个进程各个权限级别的栈空间。
任何时候都有一个当前任务的概念（就是TR寄存器中对应的TSS数据结构），执行GDT和IDT中的代码（即内核代码）时也是处于某个任务上下文。
内核代码中有 cli, sti, 实际上就是改变的eflags中的一个标志位，是否允许外部中断。但是只对当前任务有效，因为切换到其它任务后有自己的eflags。
int 0x80 这种软件中断，以及1/0 这种统称为内部中断，就是在这条指令执行完，下一条指令执行前的中断周期， cpu检查到有异常发生。

2021/04/14

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